Интеллектуальный сенсор для измерительных систем, работающих по схеме синусоидальное возбуждение – отклик

Интеллектуальный сенсор для измерительных систем, работающих по схеме синусоидальное возбуждение – отклик = Intelligent Sensor for Measurement Systems with Sinusoidal Excitation - Response / В. А. Микитевич [и др.] // Приборы и методы измерений. – 2023. – Т. 14, № 1. – С. 18-26.

Abstract

Измерительные приборы и системы, содержащие датчики, требующие синусоидальное возбуждающее воздействие, широко используются в информационно-измерительной технике как в производственных условиях, так и в исследовательской практике. В качестве примеров можно привести различные типы металлоискателей, вихретоковые дефектоскопы, анализаторы жидких сред, электрометры с динамическим конденсатором и др. Целью работы являлась разработка оптимальной архитектуры и алгоритмов работы интеллектуальных сенсоров, предназначенных для использования в измерительных системах, работающих по схеме синусоидальное возбуждение – отклик. В настоящей работе описан предложенный авторами подход к построению интеллектуальных сенсоров на базе современных микроконтроллеров, отличительной особенностью которого является непрерывная генерация синусоидальных воздействий и считывание откликов в фоновом режиме, а также выставление флагов готовности для обработки данных в основном процессе микропроцессора, что обеспечивает бесперебойное выполнение фоновых процессов, главным из которых является генерация синусоидального возбуждающего воздействия. Данный подход опробован при разработке систем картирования поверхностей зарядочувствительными методами, такими как зонд Кельвина, на основе динамического конденсатора, и зонд поверхностной фото-ЭДС для случая полупроводников.

Abstract in another language

Measuring devices and systems containing sensors that require sinusoidal excitation are widely used in information and measurement technology both in production conditions and in research practice. Examples include various types of metal detectors, eddy current flaw detectors, analyzers of liquid media, electrometers with a dynamic capacitor, etc. The aim of the work was to develop the optimal architecture and algorithms for the operation of intelligent sensors intended for use in measuring systems operating according to the sinusoidal excitation – response scheme. This paper describes the approach proposed by the authors to the construction of intelligent sensors based on modern microcontrollers, the distinctive feature of which is the continuous generation of sinusoidal excitation and reading responses in the background, as well as setting the readiness flags for data processing in the main process of the microprocessor, which ensures uninterrupted execution of background processes, the main of which is the generation of a sinusoidal excitatory action. This approach has been tested in the development of charge-sensitive surface mapping systems, such as the Kelvin probe based on a vibrating capacitor, and the surface photo voltage probe for the case of semiconductors.